一种短时与长时存储器件及存储方法技术

本发明专利技术属于信息存储器件领域，提供了一种短时与长时存储器件及存储方法；该存储器件包括第一电极层、功能材料层和第二电极层；第一电极层的材料为惰性导电金属，第二电极层的材料为活泼导电金属，功能材料层的材料为硫系化合物；在单个第一写信号或多个具有第一间隔时间的第一写脉冲作用下，存储器件从高阻态转换到易失性低阻态，存储信息能维持一段较短时间；在单个第二写脉冲或多个具有第二间隔时间的第一写脉冲作用下，存储器件从高阻态或易失性低阻态切换到非易失性低阻态，存储信息能维持很长一段时间。可以实现生物短时记忆和长时记忆的功能模拟，将重要数据长期稳定存储，将不重要数据主动遗忘删除，从功能上提高存储效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信息存储器件领域，更具体地，涉及。
技术介绍
传统存储器分成两种，一种是非易失性存储器，譬如磁盘存储和闪存，另一种是易失性存储器，譬如动态随机存储器(Dynamic Random-Access Memory, DRAM)。传统存储器的发展在于靠减少单元面积来提高存储密度，当越来越接近物理极限时，难以再进一步提升，难以适应信息呈爆炸式增长的信息技术飞速发展的当今时代。除了追求存储器更高密度、更快速度、更高可靠性之外，也应该从功能的维度驱动存储器发展，开发出具有新型功能的存储器，以提高存储效率。相比于传统的存储器件，人脑的信息存储具有短时记忆和长时记忆的功能，能够将大部分无关信息遗忘掉，从而提高信息存储和处理效率。公开号为CN101419836A，专利技术名称为“一种相变随机存储器”的专利申请文件中存储器仅包含了长时存储模块，不能实现短时存储功能。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种能同时实现长时存储和短时存储的短时与长时存储器件。本专利技术提供了一种短时与长时存储器件，包括第一电极层、与所述第一电极层连接的功能材料层，与所述功能材料层连接的第二电极层；所述第一电极层的材料为惰性导电金属，所述第二电极层的材料为活泼导电金属，所述功能材料层的材料为硫系化合物。更进一步地，所述第一电极层用于接收外部的脉冲信号，所述第二电极层用于接收外部的脉冲信号；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为第一写脉冲时，所述存储器件从高阻态转变为易失性低阻态，经过遗忘时间后所述存储器件从所述易失性低阻态恢复到所述高阻态，实现短时存储功能；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为第二写脉冲，所述存储器件从高阻态转变为非易失性低阻态，实现长时存储功能。更进一步地，所述第一电极层用于接收外部的脉冲信号，所述第二电极层用于接收外部的脉冲信号；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为多个相隔第一间隔时间的第一写脉冲，所述存储器件从高阻态转变为易失性低阻态，经过遗忘时间后所述存储器件从所述易失性低阻态恢复到所述高阻态，实现短时存储功能；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为多个相隔第二间隔时间的第一写脉冲，所述存储器件从高阻态转变为非易失性低阻态，实现长时存储功能；所述第二间隔时间小于所述第一间隔时间。更进一步地，所述第一电极层用于接收外部的脉冲信号，所述第二电极层用于接收外部的脉冲信号；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为复位脉冲，所述存储器件从易失性低阻态或非易失性低阻态恢复到高阻态，实现复位功能。更进一步地，所述第一写脉冲的电压幅值大于第一电压阈值且小于第二电压阈值；所述第二写脉冲的电压幅值大于所述第二电压阈值；所述第一间隔时间大于时间阈值；所述第二间隔时间小于时间阈值。更进一步地，所述第一电压阈值的取值范围为0.5^1.5V，所述第二电压阈值的取值范围为1.6 3V，所述时间阈值的取值范围为Ims 168h。更进一步地，所述第一电极层、所述功能材料层和所述第二电极层构成三明治叠层结构、T型结构、I型结构或金字塔型结构。更进一步地，所述第一电极层的材料为钼、钛钨或钽。更进一步地,所述功能材料层的材料为由锗、铺、締、锡、硒和秘中任意两种或两种以上的元素构成的合金。更进一步地，所述第二电极层的材料为银或铜。本专利技术还提供了一种短时与长时存储方法，包括下述步骤: 在第一电极层和第二电极层上施加脉冲信号；通过控制所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为第一写脉冲使得存储器件从高阻态转变为易失性低阻态，并经过遗忘时间后所述存储器件从所述易失性低阻态恢复到所述高阻态，实现了短时存储功能；通过控制所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为第二写脉冲使得所述存储器件从高阻态转变为非易失性低阻态，实现了长时存储功能。更进一步地，所述方法还包括下述步骤:通过控制所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为多个相隔第一间隔时间的第一写脉冲，使得所述存储器件从高阻态转变为易失性低阻态，并经过遗忘时间后所述存储器件从所述易失性低阻态恢复到所述高阻态，实现了短时存储功能；通过控制所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为多个相隔第二间隔时间的第一写脉冲，使得所述存储器件从高阻态转变为非易失性低阻态，实现了长时存储功倉泛;所述第二间隔时间小于所述第一间隔时间。更进一步地，所述方法还包括下述步骤:通过控制所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为复位脉冲，使得所述存储器件从易失性低阻态或非易失性低阻态恢复到高阻态，实现了复位功能。本专利技术中，在单个第一写信号或多个具有第一间隔时间的第一写脉冲作用下，存储器件从高阻态转换到易失性低阻态，存储信息能维持一段较短时间；在单个第二写脉冲或多个具有第二间隔时间的第一写脉冲作用下，存储器件从高阻态或易失性低阻态切换到非易失性低阻态，存储信息能维持很长一段时间；实现了生物短时记忆和长时记忆的功能模拟，将重要数据长期稳定存储，将不重要数据主动遗忘删除，从功能上提高存储效率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的短时与长时存储器件的结构示意图2是本专利技术实施例提供的模拟人脑短时记忆和长时记忆的测试示意图；图3是本专利技术实施例提供的短时与长时存储器件模拟人脑短时记忆测试示意图；图4是本专利技术实施例提供的短时与长时存储器件模拟人脑长时记忆测试示意图；图5是本专利技术实施例提供的短时与长时存储器件模拟人脑记忆消除测试示意图；图6是本专利技术实施例提供的短时与长时存储器件操作方法流程图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提出了一种新的存储器件及其存储方法，该器件能够对信息进行短时存储和长时存储。可以用于模拟人脑的信息存储模式，将短时记忆和长时记忆结合在一起，是提高现有存储器件效率的一个可能方法和方向。本专利技术实施例提供的短时与长时存储器件包括第一电极层、与第一电极层连接的功能材料层，与功能材料层连接的第二电极层；第一电极层的材料为惰性导电金属，第二电极层的材料为活泼导电金属，功能材料层的材料为硫系化合物。该存储器件能模拟人脑的短时记忆和长时记忆，实现短时和长时的信息存储功能。其为二端器件，结构简单，且所采用的功能材料为硫系化合物材料，已在信息存储技术工业界成熟应用，易于制备，成本低廉；装置尺寸可至纳米级，功耗低，有较大的可能性应用于大规模存储阵列或神经网络阵列。在本专利技术实施例中，第一电极层用于接收外部的脉冲信号，所述第二电极层用于接收外部的脉冲信号；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为第一写脉冲时，所述存储器件从高阻态转变为易失性低阻态，经过遗忘时间后所述存储器件从所述易失性低阻态恢复到所述高阻态，实现短时存储功能；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为第二写脉冲，所述存储器件从高阻态转变为非易失性低阻态，实现长时存储功能。在本专利技术实施例中，第一电极层用于接收外部的脉冲信号，所述第二电极层用于接收外部的脉冲信号；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为多个相隔第一间隔时间的第一写脉冲，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短时与长时存储器件，其特征在于，包括第一电极层、与所述第一电极层连接的功能材料层，与所述功能材料层连接的第二电极层；所述第一电极层的材料为惰性导电金属，所述第二电极层的材料为活泼导电金属，所述功能材料层的材料为硫系化合物。

【技术特征摘要】
1.一种短时与长时存储器件，其特征在于，包括第一电极层、与所述第一电极层连接的功能材料层，与所述功能材料层连接的第二电极层；所述第一电极层的材料为惰性导电金属，所述第二电极层的材料为活泼导电金属，所述功能材料层的材料为硫系化合物。2.如权利要求1所述的存储器件，其特征在于，所述第一电极层用于接收外部的脉冲信号，所述第二电极层用于接收外部的脉冲信号；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为第一写脉冲时，所述存储器件从高阻态转变为易失性低阻态，经过遗忘时间后所述存储器件从所述易失性低阻态恢复到所述高阻态，实现短时存储功能；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为第二写脉冲，所述存储器件从高阻态转变为非易失性低阻态，实现长时存储功能。3.如权利要求2所述的存储器件，其特征在于，所述第一电极层用于接收外部的脉冲信号，所述第二电极层用于接收外部的脉冲信号；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为多个相隔第一间隔时间的第一写脉冲，所述存储器件从高阻态转变为易失性低阻态，经过遗忘时间后所述存储器件从所述易失性低阻态恢复到所述高阻态，实现短时存储功能；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为多个相隔第二间隔时间的第一写脉冲，所述存储器件从高阻态转变为非易失性低阻态，实现长时存储功能；所述第二间隔时间小于所述第一间隔时间。4.如权利要求2或3所述的存储器件，其特征在于，所述第一电极层用于接收外部的脉冲信号，所述第二电极层用于接收外部的脉冲信号；当施加在所述第一电极层与所述第二电极层之间的电压为复位脉冲，所述存储器件从易失性低阻态或非易失性低阻态恢复到高阻态，实现复位功能。5.如权利要求2-4任一项所述的存储器件，其特征在于，所述第一写脉冲的电压幅值大于第一电压阈值且小于第二电压阈值；所述第二写脉冲的电压幅值大于所述第二电压阈值；所述第一间隔时间大于时间阈值；所述第二间隔时间小于时间阈值。6.如权利要求5所述的存储器件，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪向水，李祎，钟应鹏，许磊，孙华军，徐小华，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42